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KS-200A電纜故障測試儀適用于測量各種不同截面、不同介質(zhì)的各種電力電纜、高頻同軸電纜，市話電纜及兩根以上均勻鋪設(shè)的地埋電線等電纜的高低阻、短路、開路、斷線以及高阻泄漏和高阻閃絡(luò)性故障。
*章 KS-200A電纜故障測試儀簡介
KS-200A電纜故障測試儀是本公司設(shè)計的一種體積zui小、功能齊全、操作方便的智能型電纜故障測試儀，也是本公司系列化電纜故障測試儀器的主要配套設(shè)備。
1、使用范圍：適用于測量各種不同截面、不同介質(zhì)的各種電力電纜、高頻同軸電纜，市話電纜及兩根以上均勻鋪設(shè)的地埋電線等電纜的高低阻、短路、開路、斷線以及高阻泄漏和高阻閃絡(luò)性故障。
2、測試距離：zui短 15~20 米，zui長不小于15Km。
3、測量誤差：全范圍系統(tǒng)誤差不大于±1 %。
4、工作方式：低壓脈沖、直流高壓閃測及沖擊高壓閃測。
5、采樣速率：25MHz。
6、機內(nèi)發(fā)送脈沖寬度與幅度：0.2μs，100~120V；
2μs，150~160V。
7、顯示方式：320 × 240 LCD 圖形與字符。
8、電源與功耗：
AC 200V± 10% 不大于 10W
DC 6V（7AH） 不大于 6W
9、體積：205 × 230 × 120mm3。
1、儀器正視圖
圖中(1)為提把轉(zhuǎn)動定位鎖，轉(zhuǎn)動提把時需向外拉出<箭頭>才能轉(zhuǎn)動。
(2)為充電指示，充電期間指示燈亮，充滿后自動滅。
(3)為電池電壓不足警告指示 (低于5V）。
(4)為發(fā)送低壓脈沖寬度(0.2/2μs)轉(zhuǎn)換按鍵。
(5) (6) (7) 在機殼側(cè)面，依次為幅度、對比度調(diào)節(jié)旋鈕和電源開關(guān)。
(8) 為操作鍵盤。
(9)為LCD 顯示屏。
(10)為手提把并做支撐。
2、健盤功能介紹
·“0~9”為數(shù)字鍵，僅在輸入數(shù)字時（日期、菜單選擇、速度選擇、健入全長等）為數(shù)字鍵，其它狀態(tài)為功能鍵。
·“采樣”鍵，儀器處于等待狀態(tài)，當(dāng)?shù)蛪好}沖或沖閃信號進(jìn)入觸發(fā)電路之后完成采樣、存儲和顯示，采樣一次屏蔽刷新一次，可反復(fù)進(jìn)行。
·“擴(kuò)展”鍵，采樣后為壓縮顯示，按此鍵可根據(jù)顯示需要將波形依次擴(kuò)大1~13倍。屏幕右上角有數(shù)字指示。
·“1/2 ”鍵，可在顯示兩個波形時選擇當(dāng)前波形。（左邊有數(shù)字）或在單屏顯示（一個波形）時選擇所要顯示的波形。
·“——”鍵，為單雙屏選擇鍵，單屏顯示為一個波形，雙屏則顯示兩個波形。
·“起點”鍵，由波形計算距離時，先將光標(biāo)移至發(fā)送脈沖前沿或閃測*反射波前沿，按下此鍵則確定了計算距離的起點。
·“快/慢”鍵，為光標(biāo)或波形移動速度轉(zhuǎn)換鍵。在屏幕下方有1或2顯示（1為快，2為慢）。
·“→←↑↓”鍵，為光標(biāo)左右移動和波形上下左右移動鍵。
·“速度8 ”鍵，此鍵為雙功能鍵，在狀態(tài)顯示需選擇速度時按此鍵則自動改變速度值，即V=160m/μs→172m/μs→184m/μs→144m/μs→000m/μs，此時說明機內(nèi)設(shè)置的幾種常用速度值已送完而需重新鍵入所需要的速度值，可用數(shù)字鍵鍵入。速度選擇必須在選定工和狀態(tài)之后、采樣之前完成。其次該鍵為回車（確認(rèn)）鍵。
·“ 打印←”鍵，在對測試波形及計算結(jié)果需“打印”時可直接按“打印”鍵則自動完成打印。在鍵入數(shù)據(jù)時，如果鍵錯需修改時按此鍵則可修改，按一次則向前消掉一位，可重新鍵入正確數(shù)字。
·“復(fù)位”鍵，為系統(tǒng)硬復(fù)位鍵，無論處于什么狀態(tài)按此鍵則立即回到主菜單。
3、儀器后面板
后面板左半部分上為計算機接口，下為打印機接口。計算機<裝有Win98操作系統(tǒng)）安裝本公司XD -200A 電纜故障測試與管理系統(tǒng)軟件后，可與該機連接同時操作，打印機接口只能與本儀器配套微打連接，可打印輸出測試結(jié)果。
右半部分上為輸入 / 輸出Q9插座，與被測電纜用連線接通，下方為 200V 電源輸入插座，內(nèi)裝保險絲。
4、操作菜單介紹
開機，上電復(fù)位后顯示*畫面為版權(quán)標(biāo)志。
圖二、開機狀態(tài)示意圖 圖三、主菜單
當(dāng)依次鍵入年月日后自動進(jìn)入第二畫面，或者按“復(fù)位”直接進(jìn)入工作學(xué)習(xí)選擇菜單。
·“工作學(xué)習(xí)”菜單
選擇 1 或 2 則進(jìn)入工作選擇主菜單。
·“工作選擇”菜單
圖四、工作選擇菜單 圖五、脈沖菜單
·“脈沖”方式菜單，由主菜單選 1 則進(jìn)入脈沖菜單。
根據(jù)測試需要選擇按鍵。
5、測試顯示主界面介紹
主界面分三人區(qū)，上方為計算參數(shù)與結(jié)果區(qū)。
中間為波形顯示（采樣前為接線圖）區(qū)，根據(jù)需要可顯示一條或兩條波形。同時顯示豎線光標(biāo)和時間刻度。
下方為狀態(tài)和日期顯示區(qū)，狀態(tài)顯示分別為脈沖直閃、沖1、沖2，在“脈沖”測全長和測故障時則提示要選擇速度，測速度則提示鍵入全長值。閃測狀態(tài)只提出速度選擇。
在測定電纜故障之前，測試人員除掌握本機性能與操作方法之外，必須首先確定電纜故障是的性質(zhì)，以便采用適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣椒ㄅc測試方法。
首先用兆歐或萬用表在電纜一端測量各相對地及相對相之間的絕緣電阻，根據(jù)阻值高低確定是低阻短路或斷線開路，或者是高阻閃絡(luò)性故障。
1、當(dāng)阻值低于 200~300 歐姆為低阻故障，O ~ 幾十歐為短路故障，阻值*到無限大為開路或斷線故障。是否斷線，還可將電纜終端相連用萬用表在始端測量被短路接兩相的阻值加以確認(rèn)。此類故障可用低壓脈沖法直接測定。
2、當(dāng)阻值很高（數(shù)百兆到數(shù)千兆）且在作高壓試驗時有瞬間放電現(xiàn)象，此類故障一般稱為閃絡(luò)性故障，可采用直流高壓閃測法確定。
3、高阻故障：阻值高于低阻故障，且在作高壓試驗時直流高壓閃測法確定。
4、按一定方式粗測之后再進(jìn)行準(zhǔn)確定點，必要時需找電纜路徑，丈量電纜長度或距離。
低壓脈沖測試法具有操作簡單、波形易于識別、準(zhǔn)確度高等特點。對于短路、低阻、斷線故障用此法測試，可直接確定故障距離。即使無此類故障，一般高壓閃絡(luò)測試前，也可用低壓脈沖法測電纜全長或速度，與閃絡(luò)測試波形比較，通常會利于波形分析，達(dá)到快速確定故障點目的。
測量電纜故障時，電纜可視為一條均勻分布的傳輸線，根據(jù)傳輸線理論，在電纜一端加脈沖電壓，則此脈沖按一定的速度（決定于電纜介質(zhì)的介電常數(shù)和導(dǎo)磁系數(shù)）沿線傳輸，當(dāng)脈沖遇到故障點（或阻抗不均勻點）就會發(fā)生反射，用閃測儀記錄下發(fā)送脈沖和反射脈沖之間的傳輸時間△T，則可按已知的傳輸速度V來計算出故障點的距離Lx，Lx = V·△T/2，
圖七、低壓脈沖測試原理圖
測全長則可利用終端反射脈沖：L=V·T/2
同樣已知全長可測出傳輸速度：V=2L/T
測全長操作步驟如下：開機(上電復(fù)位)——復(fù)位(主菜單)——鍵1(工作選擇菜單)——鍵1脈沖菜單）——鍵1（測全長），然后根據(jù)屏幕顯示接線圖接線
使用脈沖法測試時，按圖連接后，根據(jù)所測電纜類型，選擇合適傳輸速度和脈寬，調(diào)節(jié)輸入振幅電位器到1/3位置，按采樣鍵即可。
圖九、低壓脈沖測全長波形（終端開路）
根據(jù)顯示波形大小，調(diào)節(jié)幅度電位器，重新采樣。當(dāng)0.2μs脈寬輸入振幅zui大還無反射波時，選用2μs脈沖測試。為了便于比較可分別接故障相與另一好相作兩次采樣，如前圖六所示。按——鍵可選單波形或雙波形顯示，用1/2鍵改變操作區(qū)，選擇當(dāng)前波形1或2。完成采樣后，移動光標(biāo)定起點，再移動光標(biāo)到波形反射點，此時屏幕所顯示的長度就是電纜全長值。對于短電纜將終端短路測全長，終端反射改為負(fù)脈沖。
定光標(biāo)時，對終端開路電纜以發(fā)射正脈沖上升沿與基線交點為準(zhǔn)定光標(biāo)起點，以反射正脈沖上升沿與基線交點定光標(biāo)終點。
第三節(jié) 脈沖法測故障
脈沖法測故障與測全長的測試原理相同，操作方法也基本相同。當(dāng)脈沖菜單出現(xiàn)時，可選鍵1（測全長），也可選鍵2（測故障）。接線圖與圖八相同，連接電纜接被測電纜故障相，其它操作方法也與測全長相同。
如果是低阻、短路故障，測試波形如圖十所示：
圖十、低壓脈沖測低阻、短路故障波形
定光標(biāo)時，發(fā)謝正脈沖上升沿與基線交點定為起點，反射負(fù)脈沖下降沿與基線交點定為終點。如果是斷線故障，測試波形、定光標(biāo)方法與測全長時相同。
第四節(jié) 脈沖法測速度
測電波在電纜中傳輸速度時，必須知道電纜全長。操作方法如下：開機(上電復(fù)位)——復(fù)位(主菜單)——鍵1(工作選擇菜單)——鍵1(脈沖菜單)——鍵3(測速度)。然后按圖八接線，鍵入全長值并回車。采樣波形、定光標(biāo)方法與測全長時相同，當(dāng)分別定光標(biāo)起點、終點后，屏幕左上角將顯示測試速度值。
與脈沖法相同，只是測試脈沖不是由機內(nèi)發(fā)出而是由外加直流高壓，使故障點閃絡(luò)放電而產(chǎn)生。如圖十一：
圖十一、直閃法原理圖
當(dāng)故障相施加直流高壓到一定值后，故障點被擊穿而短路放電，此時由故障點產(chǎn)生一反相躍變電壓 V10 該電壓沿電纜傳輸，當(dāng)傳到始端后，始端阻抗大于電纜特性阻抗，所以發(fā)生正反射 2V10，此電壓又向后傳輸，到故障點后被短路所以反射電壓 -2Vt，經(jīng)過一段時間負(fù)反射電壓又傳到始端，這樣往返數(shù)次，直到閃絡(luò)放電結(jié)束而終止。
由*個正向躍變電壓到始端的時間T0，到第二次反射負(fù)向電壓傳到始端的時間 T1 的時差，△ T = T1 —T0，就可以由已知傳輸速度算出故障點的距離Lx= V·△ T / 2。
1、按下圖將與被測電纜相連。
a 電壓取樣直閃法
b 電流取樣直閃法
圖十二、直流高壓閃測法接線圖（a、b）
圖中：T1為 0 ~ 200V 調(diào)壓器，C為高壓電容 1 — 4μF / 10 — 20KV
T2為 1 — 5KVA 高壓變壓器，V為電壓表
D 為高壓整流硅堆，R1、R2為分壓器
IS 為電流取樣器
2、接好線后，開機使儀器處于等待狀態(tài)（采樣）此前操作與脈沖法相同。
3、（調(diào)T1）逐步升高直流高壓，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電壓或電流表擺時則說明故障點閃絡(luò)放電，儀器會顯示出波形，調(diào)輸入幅度反復(fù)采樣幾次，直到收到波形*為止。
直閃法電壓取樣和電流取樣其測試波形如圖十三所示。
由波形計算故障距離的方法與脈沖法相同。
圖十三、直閃法測試波形（a） 電壓取樣（b）電流取樣。
電纜較長，故障距離較遠(yuǎn)時，其波形衰減較大，所以反射前沿已相當(dāng)圓緩，而不便計算，此時可采用廻線法，即將故障相與另一好相兩端連接，
圖十四、廻線法測試接線圖
廻線法測試波形如圖十五中上波形所示。由這兩個上升沿時間差計算出的距離正好為故障點到終端的距離。
該儀器有雙屏顯示功能，所以可以分別顯示輸入端兩相短接時和不短接時的電壓取樣波形如圖十五所示：
圖十五、比較法兩次采樣測試波形
與直閃法相同，只不過給電纜不是加直流高壓而是通過球間隙施加沖擊電壓，使故障點擊穿放電，而產(chǎn)生反射電壓（或者電流），由儀器記錄這一瞬態(tài)過程，通過波形分析來測定故障點的位置。它是測高阻及閃絡(luò)性故障的主要方法。同樣取樣方式也分電壓取樣和電流取樣，當(dāng)然細(xì)分還可分為和低端電壓取樣，電感與電阻取樣，始端與終端取樣等。由于低端電流取樣接線簡便、安全可靠、波形易于識別，所以推薦使用電流取樣法。
沖閃法操作方法如下：開機(上電復(fù)位)—復(fù)位(主菜單)—鍵1(工作選擇菜單)—鍵3（沖閃1）。根據(jù)工作選擇菜單提示，沖閃分為沖閃1與沖閃2兩種方式。其中沖閃1是正脈沖觸發(fā)方式（如電流取樣），沖閃2是負(fù)脈沖觸發(fā)方式 ( 如電壓取樣 )。按推薦選用電流取樣方式，所以按鍵3進(jìn)入沖閃 1工作模式。
圖十六、電流取樣沖閃法接線圖
圖中：T1為0~250V1— 2KVA 調(diào)壓器
T2為高壓變壓器，功率 1— 5KVA
D 為高壓整流硅堆，大于 50KW/ 0.2 A（高壓試驗變壓器已內(nèi)置）
r 為限流電阻（可不要）
C 為高壓電容，容量1—8μF，耐壓大于 10KV ~ 20KV
V 為直流電壓表
IS 為電流取樣器（配套附件）
以上設(shè)備除電流取樣器IS之外 ，其余為外配設(shè)備，可用電纜高壓試驗設(shè)備，也可用一體化高壓電源（注意須連接高壓放電棒）。
根據(jù)接線圖連接完畢，檢查無誤后，再用速度鍵選擇傳輸速度或者重新鍵入速度值。然后按采樣鍵，儀器進(jìn)入等待采樣狀態(tài)。
調(diào)整球隙、輸入振幅旋鈕后，對故障電纜升壓。電壓升到一定值，球隙放電。儀器記錄采集波形。根據(jù)波形大小可重新調(diào)整輸入振幅，重復(fù)采樣。沖閃測試波形如圖十七所示：
圖十七、沖閃法電流取樣測試波形
波形特點如下：*個小正脈沖為球間隙擊穿而故障點未放電時電容器對電纜的放電電流脈沖（輸入幅度小或者儀器靈敏度低時*個小脈沖可能不出現(xiàn)），第二個大的正脈沖為故障點擊穿之后形成的短路電流脈沖，其次為由該放電電流脈沖形成的一次、二次等多次反射電流脈沖，由于衰減而幅度逐次減小。由于故障特性的差異和電容電壓與引線電感的存在而在反射正脈沖的前沿出現(xiàn)負(fù)反沖，計算故障距離時起點為*個放電正脈沖的前沿。終點為*次反射正脈沖之前的負(fù)脈沖前沿。
其原理與電流取樣相同，只不過測試波形不是取放電電流脈沖及反射波，而是取故障點放電產(chǎn)生的電壓躍變與反射波，當(dāng)然取樣器及接法也不盡相同，按取樣電感接位置不同分電壓取樣和低端電壓取樣。
3 — 1 電壓取樣
電壓取樣接線圖
接線圖中除L、R1、R2為新增器件，其它同前電流取樣法。增L是為了防止電壓脈沖被電容C短路，因為電感上的電壓變化就是所要獲得的測試波形，所以L也叫取樣電感，R1、R2為電阻分壓器。
電壓故障沖閃測試波形為一幅度很大的余弦振蕩，而放電電壓脈沖及反射波形疊加在該振蕩波形之上，如圖十九波形（a）所示為被壓縮顯示的波形全貌，計算故障距離時將其中有用部分再擴(kuò)展顯示，如圖十九( b )所示。
3 — 2 低端電壓取樣
低端電壓取樣接線圖如圖二十所示，顯然是將取樣電感L隨同分壓器從電容器的上端與電纜始端移到電容器的地端。
顯而易見，這種方式比要安全可靠的多，同時由于取樣電感小小于電纜等效電感，所以余弦大振蕩的幅度小了很多，而反射脈沖幅度相對不變，并幾乎在水平基線上，如圖二十一所示。這樣不僅便于識別也便于計算故障距離。所以除推薦電流取樣外，低端電壓取樣也有同樣的優(yōu)點而常被采用。
圖二十、低端電壓取樣沖閃法接線圖
圖二十一、低端電壓取樣沖閃法測試波形
高壓閃絡(luò)測試時，由于工作電壓*，稍有不慎就會對人身安全及設(shè)備造成損失，因此操作中應(yīng)注意以下幾點：
①高壓閃絡(luò)測試時，高壓試驗設(shè)備應(yīng)由專業(yè)人員操作，儀器接線、調(diào)整時應(yīng)斷電并*放電。
②高壓試驗設(shè)備電源與閃測儀工作電源分開使用，閃測儀連接應(yīng)遠(yuǎn)離高壓線。
③電流取樣器接地端必須可靠接地，否則高壓放電通路斷開，高壓會感應(yīng)到閃測儀而對儀器造成安全隱患。
④從閃測儀安全考慮，閃絡(luò)測試時工作菜單一定要選擇在沖閃或直閃狀態(tài)，如果錯誤選擇于低壓脈沖狀態(tài)進(jìn)行高壓閃絡(luò)測試，將有可能損壞閃測儀內(nèi)部低壓脈沖電路。
⑤應(yīng)正確接地，即高壓設(shè)備，電流取樣器地線一定要就近接電纜的鉛包。閃測儀保護(hù)接地應(yīng)與高壓設(shè)備地線分開連接。
⑥測試時各連接點應(yīng)無放電火花，否則會影響測試波形。
波形打印讓測試結(jié)果保留，便于測試后分析存檔，積累數(shù)據(jù)。XD-200A閃測儀設(shè)有打印機接口，可連接微型打印機，使用極為方便。
1、預(yù)置測試日期
閃測儀開機，上電復(fù)位后，會顯示版權(quán)標(biāo)志，若不出現(xiàn)，可關(guān)機片刻后重新開機。
根據(jù)屏幕右下角提示，用 0—9 數(shù)字鍵可依次健入年、月、日，鍵入錯誤時按修改“打印←”鍵修改重新鍵入。鍵入完畢后，按任意一鍵或復(fù)位鍵將進(jìn)入下一屏主菜單。
開機時鍵入的日期，在波形打印時將會自動打印出來。
2、波形打印
當(dāng)顯示測試波形后，操作者確定了光標(biāo)起點（按起點鍵），并移動光標(biāo)到測試波形終點后，按打印鍵，打印機自動將已設(shè)定的測試日期、測試數(shù)據(jù)以及當(dāng)前操作區(qū)波形從*個波形開始打印，打印標(biāo)準(zhǔn)紙長后停止。
3、根據(jù)打印機波形分析測試數(shù)據(jù)
波形打印后，打印紙下部顯示計算標(biāo)尺、故障距離、傳輸速度（m/μs）、標(biāo)尺每格代表時間（μs/DIV）、測試時間等參數(shù)。
根據(jù)顯示參數(shù)，可重新分析計算波形任兩點之間代表距離。其中標(biāo)尺每格代表時間為探測儀自動計算給定，計算距離的方法如下：
兩點間距離=兩點間實際格數(shù)×時間/格×速度÷2（米）
針對疑難故障，測試完畢后仔細(xì)分析波形特點，對打出故障點，提高測試水平會起到事半功倍的作用。
第七章 與計算機的連接與操作
，設(shè)有計算機接口可采用通用25芯連線與安裝有Windows 98 操作系統(tǒng)的筆記本或臺式計算機端口連接，這樣極大地擴(kuò)展應(yīng)用范圍，不僅可以現(xiàn)場與連機操作，還可通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)上咨詢，也可與主管部門的計算機管理系統(tǒng)連接，將測試結(jié)果存入以便常期保留與查詢。（操作軟件及操作說明另附）。
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